D类音频功放 OEP30W-TsinghuaJoking

简介

OEP30WD 类音频功率放大模块是集成了 OEP30W IC芯片的模块。这么小的模块可以输出 30W 的音频功率着实令人惊奇。

除此之外，还有令人不解的是，通过简单的网络搜索，该芯片的数据手册（DATASHEET）居然找不到，所能够找到的就是该芯片已经成型的 OEM 模块。

OPE30W D 类音频功率放大模块

今日在淘宝上订购了该音频功率放大模块，主要用于改造声音信标中的音频功率放大，原来使用是 BTL 输出的 L2726 音频功放，在工作时，功放发热厉害。需要借助于信标外部金属壳来完成散热。相应的测试参见下文：

1. OEP30W 模块外部引脚定义

下面是 OEP30W 外部引脚定义：

OEP30W 音频功放模块引脚功能定义

2. OEP30W 模块规格

下面表格给出了 OEP30W 的主要技术参数指标。

功放的规格

由于购买到的 OEP30W 模块的引脚采用 7PIN，100mil 的插针引脚，在实验之前需要将外部的插针焊接在模块上。这样便于使用面包板进行测试器静态参数。

焊接引脚插针

3. 模块使用注意事项

下面是在模块销售淘宝网站给出的模块使用注意事项：

1、功放板供电后，接喇叭的 2 个焊盘之间的直流电压 0V，喇叭焊盘与 GND 之间直流电压为电源电压一半。

2、选用 4 欧喇叭，电源电压不能超过 16V，否则芯片发热过高容易损坏功放。选用 8 欧喇叭，电源电压不能超过 24V，否则电压过高击穿功放芯片。

3、功放板通电后，手不能触碰板上元器件引脚，因为人体干扰信号干扰数字功放的时序，导致损坏芯片，人体带静电——强高压会出现击穿损坏芯片，人体静电的危害务必要知道。

4、电源电压要稳定，尽量采用开关电源与电池供电。电源不能超过板子工作电压，否则烧坏芯片，数字功放特娇气，不比模拟功放，工作方式完全不一样。

5、喇叭接线尽量用音响线控制在 3 米以内，线太长负载的电感量增大并产生自感电压过高击穿功放芯片，长线接喇叭建议考虑加二极管（IN5819）实现对自感电压的释放保护芯片。6、8 欧姆喇叭基本无需加散热片，小于 8 欧姆喇叭，如果芯片温度高于 60 度，因立即停止工作，加散热片扇热，否则温度升高会立即烧掉芯片。

功能实验测试

1. 实验的电路板

将焊接好的 OEP30W 模块置于面包板上，将对应的 VCC，GND 连接 12V 工作电源。

使用音频信号发生器作为 模块的音频激励信号。

测试电路板

2. 上电静态测试

（1）输出电压：

将 CS 接地，输出的波形就是 0 了。静态工作电流大约 10mA。

CS=0V 时模块的 SP+,SP- 的输出

（2）输出波形：

将 CS 悬空，此时 SP+,SP- 的输出如下图所示：

没有输入信号时 SP+,SP- 的波形

（3）加入测试信号

在 IN+加入正弦波信号，频率：1.057kHz，幅度（交流有效值）0.1V。

输入音频测试信号

在 IN+加入信号输出信号

2. 加入扬声器

（1）扬声器负载：在模块 SP+,SP- 两个引脚加入负载扬声器，组口 4Ω。在没有接入音频信号之前，模块工作电流大约为 10mA。

负载扬声器，阻抗 4Ω

（2）高频辐射干扰：

评估 D 类扬声器所产生的高频谐波对于外部的干扰，使用 DSA815 频谱仪外加高频发达接收头，测试在扬声器周围的电磁场的频谱。

下面是音频功放没有开启之前所接受到的射频频谱。其中在高频段是一些北京地区的调频广播的的频谱。

将音频功放开启之后，对应的频谱出现了改变，如下图所示。可以看到干扰一直延伸到广播频段。

在功放开启之后的频谱

为了看清前面的频谱的细节，使用 DSA815 测量 0~5MHz 之间的空间电磁场的频谱。下面是在 OEP30W 没有工作时，空间电磁场的背景频谱。

低频部分的空间电磁场，在 OEP30W 没有工作之前

OEP30W 加电之后，对应的空间电磁场的频谱如下图所示。其中清晰的看出，空间的谐波干扰主要来自于 OEP30W 的 PWM 的工作谐波频谱。

低频部分的空间电磁场，在 OEP30W 工作之后

为了消除 D 类功放对于外部射频干扰，使用磁珠连接在扬声器的引线上。下图的左边是在扬声器的外部引线上增加了一对磁珠。

滤除射频信号的磁珠

测量空间电磁干扰，如下图所示，其中在 50MHz 以上的电磁干扰明显降低了。

增加了磁珠滤波之后的频谱

3. 加入音频信号

将信号源信号引入 OPE30W 的 IN+管脚之后，扬声器突然出现振荡信号。该信号与输入的音频信号无关。如果将扬声器撤离，OEP30W 的输出则是正常的信号，如前面所测量的结果。

将信号源输入 IN- 管脚，模块输出没有响应。

直接将信号源引入 IN- 引起的输出振荡

在输入端串接 10k 欧姆的电阻便可以消除振荡的情况发生。

在 IN+输入串接 10k 电阻

接入串接电阻之后，OEP30W 放大倍数降低了。

在输入端串联 10k 电阻之后的输出波形

总结

OEP30W 的基本工作配置：VCC=+12V，GND= 0V，CS 悬空；在扬声器输出中串入磁珠可以降低空间射频干扰；将信号接入 IN+，并串入电阻，改变模块的增益，减少模块的自激振荡。

CS5250(无电感电荷泵升压53W防破音单声道音频功放IC)

产品名称：CS5250(无电感电荷泵升压5.3W防破音单声道音频功放IC)

封装形式：ESOP-10

兼容型号：CS5230

产品功能：恒定5.3W/2.5V-5.5V(内置自适应Charge Pump模块）/4Ω

2019年底CS5230一经推出，因其清澈的音质、澎湃的功率、极简的封装、极少的外围、极高的性价比，立刻成为蓝牙小音箱首选的音频功放，广受欢迎。CS5250在CS5230的基础上，功率由4.8W提升至5.3W、防破音模式1种增加为3种从而适配各式喇叭箱体，进一步提升便携式音频设备的音质。

概要

CS5250E是一款采用CMOS工艺,电容式升压型GF类单声道音频功放,可以为4Ω的负载提供最高5.3W的连续功率；CS5250E芯片内部固定的28倍增益，有效的减少了外围元器件 的数量;功放集成了D类和AB类两种工作模式即可保证D类模式下强劲的功率输出,又可兼顾系统在有FM的情况下,消除功放对系统的干扰；CS5250E具有独特的防破音(NCN)功 能,可根据输出信号的大小自动调整功放的增益，实现更加舒适的听觉感受. CS5250E的外围只有低成本的阻容器件,在以锂电池供电的移动式音频设备中,CS5250E是理想的音频子系统的功放解决方案.CS5250E的全差分架构和极高的PSRR有效地提高了CS5250E对RF噪声的抑制能力。另外CS5250E内置了过流保护和过热保护,有效的保护芯片在 异常的工作条件下不被损坏。

CS5250E提供了ESOP10的封装类型,其额定的工作温度范围为-40℃至85℃。

特征

集成Charge Pump升压模块,集成AB类D类两种工作模式GF类音频功放,

输出功率

Po at VBAT = 5.0V, RL=4Ω,Cout=470uF

THD+N=10% 5.3W(NCN OFF@D MODE)

THD+N=1% 4.3W(NCN OFF@D MODE)

Po at VBAT = 3.4V, RL=4Ω+33uH,Cout=470uF

THD+N=10% 3.4W(NCN OFF@D MODE)

THD+N=1% 3.0W(NCN OFF@D MODE)

Po at VBAT = 5.0V, RL=4Ω,Cout=100uF

THD+N=10% 4.9W(NCN OFF@D MODE)

THD+N=1% 3.9W(NCN OFF@D MODE)

Po at VBAT = 3.6V, RL=4Ω+33uH,Cout=100uF

THD+N=10% 3.1W(NCN OFF@D MODE)

THD+N=1% 2.7W(NCN OFF@D MODE)

输入电压范围:2.7~5.5V

关断电流: <1μA

待机电流: 20mA@5V

D类调制频率: 350KHz

防破音模式开关

AERC专利技术,提供优异的全带宽EMI抑制能力

优异的"噼噗-咔嗒"(pop-noise)杂音抑制能力

高的电源抑制比(PSRR)：在217Hz下为-80dB

过温保护

过压保护

应用

蓝牙音箱、便携式音频设备

管脚排列以及定义

典型应用电路图

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